策略模式

策略模式

策略模式的用意是针对一组算法，将每一个算法封装到具有共同接口的独立类中，从而使它们可以相互替换。

策略模式是对算法的包装，是把算法使用和算法本身分开。策略模式通常是把一系列算法包装到一系列的策略里面，作为一个抽象策略类的子类。

涉及的角色

1.环境角色

持有一个策略的引用

2.抽象策略角色

一个抽象策略角色，通常由一个接口或者抽象类实现，此角色给出所有具有策略类所需的接口。

3.具体策略角色

包装相关算法或者行为。

实例

抽象策略

public interface AbstractStrategy {

    public void use();
}

两种具体的策略

public class StrategyA implements AbstractStrategy{

    public void use() {
        System.out.println("use strategyA");
    }
    
}

public class StrategyB implements AbstractStrategy{

        public void use() {
            System.out.println("use strategyB");
        }
}

策略的引用

public class Context {

    private AbstractStrategy strategy;
    
    public Context(AbstractStrategy strategy){
        this.strategy = strategy;
    }
    
    public void strategyMethod(){
        strategy.use();
    }
    
}

具体调用

public static void main(String[] args) {
        StrategyA strategyA = new StrategyA();
        StrategyB strategyB = new StrategyB();
        Context contextA = new Context(strategyA);
        contextA.strategyMethod();
        Context contextB = new Context(strategyB);
        contextB.strategyMethod();
    }

策略模式的使用场景

比如购物系统用户付款，会产生多种场景，根据用户不同的情况算出不同用户要付款的金额，那么最直观的做法就是多个if else。这种设计明显是违法了开闭原则，这里是指，对于修改关闭，比如算法多了几种，那么必须再次修改这个付款类。这时候可以使用策略模式，

付款类里面持有一个付款接口的引用，每次根据不同场景传入一个具体的策略就ok了。

策略模式在java中的应用

comparator接口。比如collections里面有一个sort方法，因为集合里面的元素可能是复合对象，复合对象并不像基本数据类型，可以根据大小排序，复合对象怎么排序？基于这个考虑，java要求如果定义的复合对象要有排序功能就自行实现Comparable接口或者comparator接口。

public static <T> void sort(List<T> list, Comparator<? super T> c) {
    Object[] a = list.toArray();
    Arrays.sort(a, (Comparator)c);
    ListIterator i = list.listIterator();
    for (int j=0; j<a.length; j++) {
        i.next();
        i.set(a[j]);
    }
    }

跟第3行

public static <T> void sort(T[] a, Comparator<? super T> c) {
    T[] aux = (T[])a.clone();
        if (c==null)
            mergeSort(aux, a, 0, a.length, 0);
        else
            mergeSort(aux, a, 0, a.length, 0, c);
    }

跟第6行

private static void mergeSort(Object[] src,
                  Object[] dest,
                  int low, int high, int off,
                  Comparator c) {
    int length = high - low;

    // Insertion sort on smallest arrays
    if (length < INSERTIONSORT_THRESHOLD) {
        for (int i=low; i<high; i++)
        for (int j=i; j>low && c.compare(dest[j-1], dest[j])>0; j--)
            swap(dest, j, j-1);
        return;
    }

        // Recursively sort halves of dest into src
        int destLow  = low;
        int destHigh = high;
        low  += off;
        high += off;
        int mid = (low + high) >>> 1;
        mergeSort(dest, src, low, mid, -off, c);
        mergeSort(dest, src, mid, high, -off, c);

        // If list is already sorted, just copy from src to dest.  This is an
        // optimization that results in faster sorts for nearly ordered lists.
        if (c.compare(src[mid-1], src[mid]) <= 0) {
           System.arraycopy(src, low, dest, destLow, length);
           return;
        }

        // Merge sorted halves (now in src) into dest
        for(int i = destLow, p = low, q = mid; i < destHigh; i++) {
            if (q >= high || p < mid && c.compare(src[p], src[q]) <= 0)
                dest[i] = src[p++];
            else
                dest[i] = src[q++];
        }
    }

这就是策略模式，我们可以给Collections的sort方法传入不同的Comparator的实现类作为不同的比较策略。不同的比较策略，对同一个集合，可能会产生不同的排序结果。mergeSort是归并排序。

策略模式的优缺点

优点：

1.避免多重if else，不容易维护。

2.提供了管理相关算法簇的办法，恰当使用继承可以把公共代码移到父类，从而避免了代码重复。

缺点：

1.客户端必须知道使用寿命策略，必须理解各种算法的区别。